Una funzione riceve dati di ingresso in corrispondenza ai parametri
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- Irene Milano
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1 FUNZIONI Spesso può essere utile avere la possibilità di costruire nuove istruzioni che risolvano parti specifiche di un problema Una funzione permette di dare un nome a una espressione rendere tale espressione parametrica Esempi (pseudo-c): float f(){ * sin(0.75); float f1(int x) { 2 + x * sin(0.75); 1 FUNZIONI COME COMPONENTI SW Una funzione èuncomponente software che cattura l idea matematica di funzione molti possibili ingressi (che non vengono modificati) una sola uscita (il risultato) Una funzione riceve dati di ingresso in corrispondenza ai parametri ha come corpo una espressione, la cui valutazione fornisce un risultato denota un valore tramite il suo nome 2
2 FUNZIONI COME COMPONENTI SW Esempio se x vale 1 e f è la funzione f : R R f=3*x 2 +x - 3 allora f(x) denota il valore 1 3 MODELLO CLIENTE/SERVITORE cliente Controllo & Informazione servitore Servitore: Ambiente condiviso un qualunque ente computazionale capace di nascondere la propria organizzazione interna presentando ai clienti una precisa interfaccia per lo scambio di informazioni i i Cliente: qualunque ente in grado di invocare uno o più servitori per svolgere il proprio compito 4
3 FUNZIONI COME SERVITORI Una funzione è un servitore passivo che serve un cliente per volta che può trasformarsi in cliente invocando altre funzioni o se stessa Una funzione è un servitore dotato t di nome che incapsula le istruzioni che realizzano un certo servizio Il cliente chiede al servitore di svolgere il servizio chiamando tale servitore (per nome) fornendogli le necessarie informazioni Nel caso di una funzione, cliente e servitore comunicano mediante l interfaccia della funzione 5 INTERFACCIA DI UNA FUNZIONE L interfaccia (o firma o signature o prototipo) di una funzione comprende nome della funzione lista dei parametri tipo del valore da essa denotato Esplicita il contratto di servizio fra cliente e servitore Cliente e servitore comunicano quindi mediante i parametri trasmessi dal cliente al servitore all atto della chiamata il valore restituito dal servitore al cliente 6
4 ESEMPIO int max (int x, int y ){ if (x>y) return x ; else return y; Il simbolo max denota il nome della funzione Le variabili intere x e y sono i parametri della funzione Il valore restituito è di tipo intero int 7 CHIAMATA di FUNZIONE Il cliente passa informazioni al servitore mediante una serie di parametri attuali Parametri formali: sono specificati nella definizione del servitore indicano che cosa il servitore si aspetta dal cliente Parametri attuali: sono trasmessi dal cliente all atto della chiamata devono corrispondere ai parametri formali in numero, posizione e tipo 8
5 ESEMPIO Parametri Formali int max (int x, int y ){ if (x>y) return x; else return y; SERVITORE definizione i i della funzione main(){ int z = 8; int m; m = max(z, 4); Parametri Attuali CLIENTE chiamata della funzione 9 CHIAMATA di FUNZIONE Legame tra parametri attuali e parametri formali: effettuato al momento della chiamata, in modo dinamico Tale legame: vale SOLO per l invocazione corrente vale SOLO per la durata della funzione 10
6 ESEMPIO Parametri Formali int max (int x, int y ){ if (x>y) return x; else return y; main(){ int z = 8; int m1,m2; m1 = max(z,4); m2 = max(5,z); All atto di questa chiamata della funzione si effettua un legame tra x e z y e 4 11 DEFINIZIONE DI FUNZIONE <definizione-di-funzione> ::= <tipovalore> <nome>(<parametri-formali>) { La forma base è <corpo> return <espressione>; <parametri-formali> o una lista vuota: void o una lista di variabili (ciascuna con il proprio tipo e separate da virgole) visibili solo entro il corpo della funzione <tipovalore> deve coincidere con il tipo del valore restituito dalla funzione se non indicato esplicitamente, si sottintende int se non si desidera valore di ritorno, void (vedi procedure) 12
7 DEFINIZIONE DI FUNZIONE <definizione-di-funzione> ::= <tipovalore> <nome>(<parametri-formali>) { La forma base è <corpo> return <espressione>; Nella parte corpo possono essere presenti definizioni e/o dichiarazioni locali (parte def./dich.) ) e un insieme di istruzioni (parte istruzioni) I dati riferiti nel corpo possono essere costanti, variabili, oppure parametri formali All'interno del corpo, i parametri formali vengono trattati come variabili 13 FUNZIONE main() Anche main() è una funzione, che in particolare restituisce valore di ritorno int e non ha parametri di ingresso (almeno diciamo così per il momento ) Andrebbe definita: int main(void) main(void) oppure In C tradizionale (non ANSI), la scrittura void può essere omessa nella definizione dei parametri formali 14
8 VITA di una FUNZIONE All atto della chiamata, l esecuzione del cliente viene sospesa e il controllo passa al servitore Il servitore vive solo per il tempo necessario a svolgere il servizio Al termine, il servitore libera le risorse eventualmente allocate e l esecuzione torna al cliente 15 CHIAMATA DI FUNZIONE La chiamata di funzione è un espressionep della forma <nomefunzione> ( <parametri-attuali> ) dove: <parametri-attuali> ::= [ <espressione> ] {, <espressione> Nota che la lista di parametri attuali può essere vuota se la definizione della funzione indica lista void per i parametri formali. Ad esempio: () <nomefunzione>() 16
9 ESEMPIO Parametri Formali int max (int x, int y ){ if (x>y) return x ; else return y; SERVITORE definizione i i della funzione main(){ int z = 8; int m; m = max(z, 4); Parametri Attuali CLIENTE chiamata della funzione 17 RISULTATO DI UNA FUNZIONE L istruzione return provoca la restituzione del controllo al cliente, unitamente al valore dell espressione espressione che la segue ATTENZIONE: eventuali istruzioni successive alla return non saranno mai eseguite int max (int x, int y ){ if (x>y) return x; else return y; 18
10 BINDING & ENVIRONMENT return x; devo sapere cosa denota il simbolo x La conoscenza di che cosa un simbolo denota viene espressa da un legame (binding) tra il simbolo e uno o più attributiti L insieme dei binding validi in (un certo punto di) un programma si chiama environment 19 ESEMPIO int main(){ int z = 8; int y, m; y = 5; m = max(z,y); In questo environment il simbolo z è legato al valore 8 tramite l inizializzazione, mentre il simbolo y è legato al valore 5. Pertanto i parametri di cui la funzione max ha bisogno per calcolare il risultato sono noti all atto dell invocazione i della funzione 20
11 ESEMPIO int main(){ int z = 8; int y, m; m = max(z,y); In questo environment il simbolo z è legato al valore 8 tramite l inizializzazione, mentre il simbolo y non è legato ad alcun valore. Pertanto i parametri di cui la funzione max ha bisogno per calcolare il risultato NON sono noti all atto atto dell invocazione della funzione e la funzione non può essere valutata correttamente Errore di programmazione 21 Il servitore... ESEMPIO int max (int x, int y ){ if (x>y) return x; else return y; e un possibile cliente: int main(){ Invocazione della chiamata a max con int z = 8; parametri attuali 16 e 13 int m; m = max(2*z,13); IL CONTROLLO PASSA AL SERVITORE 22
12 ESEMPIO Il servitore... int max (int x, int y ){ if (x>y) return x; else return y; e un possibile cliente: int main(){ int z = 8; int m; m = max(2*z,13); Viene valutata l istruzione condizionale (16 > 13) che nell environment corrente è vera Pertanto si sceglie la strada return x 23 ESEMPIO Il servitore... int max (int x, int y ){ if (x>y) return x; else return y; e un possibile cliente: int main(){ int z = 8; int m; m = max(2*z,13); Il valore 16 viene restituito al cliente IL SERVITORE TERMINA E IL CONTROLLO PASSA AL CLIENTE NOTA: i binding di x e y vengono distrutti 24
13 RIASSUMENDO... All atto dell invocazione i di una funzione: si crea una nuova attivazione (istanza) del servitore si alloca la memoria per i parametri (e le eventuali variabili locali) si trasferiscono i parametri al servitore si trasferisce il controllo al servitore si esegue e il codice della funzione 25 PASSAGGIO DEI PARAMETRI In generale, un parametro può essere trasferito dal cliente al servitore: per valore o copia (by value) si trasferisce il valore del parametro attuale per riferimento (by reference) si trasferisce un riferimento al parametro attuale 26
14 PASSAGGIO PER VALORE si trasferisce una copia del valore del parametro attuale z 45 cliente 27 PASSAGGIO PER VALORE si trasferisce una copia del valore del parametro attuale z 45 copia 45 w valore (copiato) di z cliente istanza del servitore servitore Ogni azione fatta su w è locale al servitore 28
15 PASSAGGIO PER RIFERIMENTO si trasferisce un riferimento al parametro attuale z 45 cliente 29 PASSAGGIO PER RIFERIMENTO si trasferisce un riferimento al parametro attuale z 45 α riferimento α w riferimento a z (indirizzo) cliente istanza del servitore servitore Ogni azione fatta su w è in realtà fatta sulla variabile z del cliente 30
16 PASSAGGIO DEI PARAMETRI IN C In C, i parametri sono trasferiti sempre e solo per valore (by value) si trasferisce una copia del parametro attuale, non l originale tale copia è strettamente privata e locale a quel servitore il servitore potrebbe quindi alterare il valore ricevuto, senza che ciò abbia alcun impatto sul cliente 31 PASSAGGIO DEI PARAMETRI IN C In C, i parametri sono trasferiti sempre e solo per valore (by value) Conseguenza: è IMPOSSIBILE usare un parametro per trasferire informazioni verso il cliente per trasferire un informazione al cliente si sfrutta il valore di ritorno della funzione 32
17 ESEMPIO: VALORE ASSOLUTO Definizione: x : Z N x vale x se x 0 x vale -x se x < 0 Codifica sotto forma di funzione C: int valass(int x) { if (x<0) return -x; else return x; 33 Servitore ESEMPIO: VALORE ASSOLUTO int valass(int x) { if (x<0) x = -x; return x; Cliente int main(){ int absz, z = -87; absz = valass(z); printf( %d, z); Se x è negativo, viene MODIFICATO il suo valore. Poi la funzione restituisce il nuovo valore di x 34
18 ESEMPIO: VALORE ASSOLUTO Servitore: modifica int valass(int x) { if (x<0) x = -x; return x; Cliente int main(){ int absz, z = -87; absz = valass(z); printf( %d, z); x valass restituisce il valore 87 che viene assegnato a absz NOTA: IL VALORE DI z NON VIENE OVVIAMENTE MODIFICATO 35 PASSAGGIO DEI PARAMETRI IN C Limiti: consente di restituire al cliente solo valori di tipo (relativamente) semplice non consente di restituire i collezioni i di valori non consente di scrivere componenti software il cui obiettivo sia diverso dal calcolo di una espressione 36
19 PASSAGGIO DEI PARAMETRI Molti linguaggi mettono a disposizione il passaggio per riferimento (by reference) non si trasferisce una copia del valore del parametro attuale si trasferisce un riferimento al parametro, in modo da dare al servitore accesso diretto al parametro in possesso del cliente il servitore accede e modifica direttamente il dato del cliente 37 PASSAGGIO DEI PARAMETRI IN C Il C non supporta direttamente il passaggio per riferimento è una grave mancanza come vedremo, fornito indirettamente solo per alcuni tipi di dati quindi, occorre costruirselo quando serve (vedremo dei casi nel prosieguo del corso) C++ e Java invece lo supportano 38
FUNZIONI. Esempi (pseudo-c): dare un nome a una espressione rendere tale espressione parametrica. float f(){ * sin(0.75); } float f1(int x) {
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